Reazioni chimiche cambiano sostanze in nuovi materiali con differenti composizioni chimiche rispetto gli elementi o composti originali. Il tipo di reazione conosciuta come singola sostituzione, o la cilindrata unitaria, un elemento sostituisce un altro elemento in un composto. L'elemento che sostituisce un altro in un composto è generalmente più reattivo rispetto all'elemento che soppianta. In queste reazioni, un elemento sempre reagisce con un composto, e si finisce con un elemento e composto come prodotti.
Metalli in soluzione acquosa
Se si inserisce un filo di rame in soluzione acquosa di nitrato d'argento, finirete con metallo argento cristalli e soluzione di nitrato di rame. In questa reazione, l'elemento rame sostituisce l'argento nella mescola del nitrato. Allo stesso modo, se metti lo zinco in una soluzione acquosa di nitrato di rame, zinco sostituisce il rame in una reazione di sostituzione singolo. I prodotti di questa reazione chimica sono nitrato di zinco e rame.
Metalli in acido
Alcuni metalli e acidi si impegneranno in reazioni di sostituzione singolo. Zinco, quando immerso in acido cloridrico, soppianterà l'idrogeno nell'acido cloridrico e cloruro di zinco forma, lasciando gli atomi di idrogeno come l'altro prodotto della reazione. Metalli in generale soppianterà idrogeno da un acido, secondo la HyperPhysics dipartimento della Georgia State University. Altri esempi includono la reazione tra magnesio e acido cloridrico, che forma il cloruro di magnesio e idrogeno e potassio e acido solforico, che forma solfato di potassio e idrogeno gassoso.
Reazione di termite
La reazione di thermite tra alluminio e ossido di ferro è una reazione di sostituzione singolo che è esotermica, significato che emana calore. Il calore estremo rilasciato da questa reazione è sufficiente a fondere il ferro prodotto. Nella reazione, alluminio sostituisce il ferro, quindi i prodotti sono di ferro e ossido di alluminio. Questa reazione è una reazione di ossido-riduzione, o reazione redox, in cui l'alluminio viene ossidato a forma ossido di alluminio, come l'ossido di ferro viene ridotto a molecole di ferro.
Reazioni del metalloide
Mentre molte reazioni di sostituzione singolo coinvolgono metalli sostituendo reciprocamente, sostituzioni possono verificarsi tra metalloidi. Ad esempio, il cloro alogena sposterà il bromo in un composto di bromuro di sodio perché alogena è più reattivo del bromo. I prodotti risultanti sono cloruro di sodio e bromo. Allo stesso modo, bromo sostituisce lo iodio in una reazione tra bromo e ioduro di potassio o ioduro di calcio. Queste reazioni si verificano perché il bromo è più reattivo iodio.